L'UE abritera 30 millions de voitures électriques d'ici 2030 et la Commission européenne prépare des objectifs ambitieux pour le recyclage de ces batteries et d'autres. Pourtant, les impacts du recyclage des batteries, surtout pour les importantes batteries lithium-ion des voitures électriques qui rempliront bientôt nos rues, a été en grande partie non étudiée.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'université d'Aalto ont étudié les effets environnementaux d'un processus de recyclage hydrométallurgique des batteries de voitures électriques. En utilisant l'analyse du cycle de vie basée sur la simulation, ils ont pris en compte la consommation d'énergie et d'eau, ainsi que les émissions de processus.

« Les procédés de recyclage des batteries sont encore en développement, leur empreinte environnementale n'a donc pas encore été étudiée en détail. Pour être bénéfique, il doit être prouvé que le recyclage est plus écologique que la production de matières premières - nous ne pouvons pas simplement supposer que le recyclage est automatiquement meilleur, même si nous savons que l'extraction des matières premières a des impacts environnementaux importants, comme une consommation élevée d'énergie et d'eau, " dit Mari Lundström, Professeur assistant à l'Université Aalto.

Le recyclage des batteries utilise souvent la fonte, qui perd généralement du lithium et d'autres matières premières. Nouveaux procédés hydrométallurgiques, qui séparent les métaux des batteries des déchets par dissolution, permettent la récupération de tous les métaux mais consomment de grandes quantités d'énergie et de produits chimiques, et produisent souvent des eaux usées contaminées.

D'après les résultats, l'empreinte carbone de la matière première obtenue par le procédé de recyclage étudié est inférieure de 38 % à celle de la matière première vierge. La différence est encore plus importante si l'on inclut le cuivre et l'aluminium récupérés lors du prétraitement mécanique. Les résultats indiquent également des zones à problèmes.

« L'analyse du cycle de vie identifie les domaines où le recyclage peut être amélioré. Par exemple, nous avons remarqué que l'utilisation d'hydroxyde de sodium comme produit chimique de neutralisation augmente considérablement la charge environnementale de notre procédé, " dit Marja Rinne, doctorant à l'Université Aalto.

Ce genre d'analyse, ce qui, selon les chercheurs, a rarement été fait pour le recyclage des batteries, peut également être fait avant que de nouveaux processus ne soient utilisés. Il est utile pour déterminer comment certains choix ou paramètres de processus affectent les impacts environnementaux d'un processus, il peut donc être un outil d'aide à la décision bénéfique à la fois pour l'industrie et les décideurs.

"L'analyse du cycle de vie basée sur la simulation peut être utilisée même au stade de la conception des processus de recyclage pour évaluer les impacts environnementaux et trouver les meilleures options possibles, " dit Lundström.

Les avantages potentiels de trouver les meilleurs procédés de recyclage sont substantiels; l'UE vise à recycler 70 % de la masse des déchets de batteries d'ici la fin de la décennie. Il fixe également des objectifs pour certains métaux utilisés dans les batteries :95 % de cobalt, nickel et cuivre, et 70 % du lithium doit être recyclé d'ici 2030. On estime que le marché mondial du recyclage des batteries au lithium vaudra 19 milliards d'ici 2030.

Selon Lundström, le moment est venu de développer des méthodes de recyclage alternatives, car la quantité de déchets de batterie montera en flèche avec la croissance rapide des voitures électriques.

« Nous aurons un besoin massif de recyclage, et nous devons trouver les procédés de recyclage les plus viables et les plus écologiques. La recherche d'innovations technologiques et leur impact environnemental vont de pair, " elle dit.

Dans l'étude, l'équipe a également évalué l'évolutivité industrielle du processus et a fait des recommandations sur la meilleure façon de modifier le processus en conséquence.